【摘 要】
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对于侦查弹药和采用图像制导的精确制导武器来说,目标图像检测将是其重要的研究领域。现代战争条件下,这类武器具有高速化的趋势,同时还要兼顾小型化,轻量化的特殊要求,因此成像质量面临巨大的挑战,而弹载成像平台在高动态环境下的快速响应稳定性是影响成像质量的关键因素。针对武器系统低空高速飞行时成像模糊的问题,弹载成像控制系统的主要作用,是将弹体俯仰、力矩扰动等环境因素引起的相机姿态变化进行隔离,确保工作中相
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对于侦查弹药和采用图像制导的精确制导武器来说,目标图像检测将是其重要的研究领域。现代战争条件下,这类武器具有高速化的趋势,同时还要兼顾小型化,轻量化的特殊要求,因此成像质量面临巨大的挑战,而弹载成像平台在高动态环境下的快速响应稳定性是影响成像质量的关键因素。针对武器系统低空高速飞行时成像模糊的问题,弹载成像控制系统的主要作用,是将弹体俯仰、力矩扰动等环境因素引起的相机姿态变化进行隔离,确保工作中相机在规定的时间内保持期望的视轴稳定,从而在飞行条件下拍摄出高质量的目标图像。针对低空高速武器系统的作战需求和使用特点,提出了弹载成像控制系统的工作原理和技术方案,即将姿态传感器安装在相机平台上,利用单轴稳定,在快门时间内瞄准目标点。以STM32F407作为成像系统的控制芯片,选用无刷直流电机作为驱动元件,IMU901作为姿态传感器,建立了成像控制系统。在降低传感器噪声方面,应用卡尔曼滤波方法,并通过MATLAB进行仿真验证。基于无刷直流电机的数学模型,建立了俯仰轴控制系统的模型。通过分析,选择了模糊PID控制方法来对系统进行控制,并通过仿真结果验证了模糊PID控制方法具有出色的快速性和稳定性。最后,对成像控制系统进行了实验测试,运用三轴转台,对模拟弹体俯仰状态下的控制系统进行了测试,结果表明,系统能够在0.5s内完成稳定,结果符合设计要求。
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